Материал: Фазовые равновесия и структурообразование сплавов на основе алюминия и магния для авиационной промышленности. Жиляков Д.Г., Горожанкина О.В

2.5.9. Диаграмма состояния системы церий – магний

(Ce – Mg)

На рис. 37 приведена диаграмма состояния Ce – Mg.

Рис. 37. Диаграмма состояния Ce – Mg [3]

В системе образуются шесть соединений: MgCe, Mg2Ce,

Mg3Ce, Mg41Ce5, Mg17Ce2 и Mg12Ce. Для ближайшего к Mg со-

единения принималась формула Mg9Ce, однако потом было установлено, что в области концентраций вблизи 90 % (ат.) Mg образуются три соединения: Mg41Ce5, Mg17Ce2 и Mg12Ce. Участок диаграммы состояния в этой области концентраций показан на левой вставке. Соединения образуются по перитектическим реакциям при температурах 630, 621 и 616 °С соответственно. Соединение Mg17Ce2 распадается при температуре 611 °С по эвтектоидной реакции Mg17Ce2 ↔ Mg4,Ce+ Mg12Ce.

71

Для соединения Mg41Ce5 первоначально принималась формула Mg42Ce5. Растворимость Mg в - Се составляет 1,5 % (по

массе) [8,2 % (ат.) Mg] и 0,24 % (по массе) [1,4 % (ат.) Mg] при температурах 500 и 200 °С соответственно.

2.5.10. Диаграмма состояния системы мышьяк – магний

(As – Mg)

На рис. 38 приведена диаграмма состояния As – Mg при давлении ~4 МПа. Диаграмма состояния построена с учетом известных данных о соединениях, образующихся в системе As

–Mg, и на основании предположения о существовании эвтектик Mg + σ-Mg3As2 и As + MgAs4 по аналогии с системами Mg

–Bi и Mg – Sb. Растворимость As в Mg очень мала.

Рис. 38. Диаграмма состояния As – Mg [3]

В сплавах системы As – Mg установлено существование двух соединений Mg3As2 и MgAs4. Соединение Mg3As2, синте-

72

зированное из Mg чистотой 99,99 % (по массе) Mg и As чистотой 99,9995 % (по массе) As, плавится при температуре выше 1200 °С и претерпевает полиморфное превращение, температура которого находится между 1000 и 1100 °С. Соединение MgAs4 имеет склонность к диссоциации при повышенных температурах. При создании избыточного давления паров As, равного 0,5 МПа, оно устойчиво до температуры плавления

792°С.

2.5.11.Диаграмма состояния системы литий – магний

(Li – Mg)

Система Li – Mg (рис. 39) характеризуется наличием широких областей твердых растворов (Li) и (Mg), максимума на кривой ликвидуса при температуре 592 °С и содержании 70 % (ат.) Mg, эвтектического равновесия Ж ↔(Mg) + (Li) при

588 °С и 77 % (ат.) Mg.

Рис. 39. Диаграмма состояния Li – Mg [3]

73

Данные растворимости Li в (Mg), определенные методами металлографического и рентгеновского анализов, находятся в хорошем соответствии с данными, полученными методами микрорентгеноспектрального и дилатометрического анализов.

При температурах 200 – 400 °С растворимость Li в (Mg) практически постоянна и составляет 18,0±0,1 % (ат.). Данные по растворимости Mg в (Li), определенные металлографическим анализом в работах, согласуются с данными, полученными методом измерения электросопротивления.

При температурах 200 – 400 °С граница растворимости

Mg в (Li) проходит при 30,1 % (ат.) Li.

Выше температуры 500 °С граница несколько смещается в сторону увеличения содержания Li.

Наличие максимума на кривой ликвидуса привело к предположению в ранних работах о существовании промежуточной фазы на базе соединения Li2Mg3 или LiMg2, что не подтвердилось в последующих исследованиях.

Значения параметров решетки (Mg) а и с уменьшаются по мере легирования его Ir и составляют 0,31918 и 0,51319 нм, соответственно при 18,4 %(ат.) Li. Параметр объем- ноцентрированной решетки (Li) в интервале концентраций 100 – 30 % (ат.) Li изменяется по кривой с минимумом. Значения параметра решетки а следующие: 0,3510 нм при 100 % (ат.) Li; 0,3492 нм при 57 % (ат.) Li; 0,3517 нм при 30 % (ат.).

2.5.12. Диаграмма состояния системы магний – иридий (Mg – Ir)

Термический анализ сплавов проводился лишь до концентраций Ir 16 % (по массе) со стороны Mg. Диаграмма состояния (рис. 40) характеризуется эвтектическим превращением, протекающим при 615 °С. Концентрация эвтектической точки, установленная экстраполяцией кривой ликвидуса до

74

эвтектической горизонтали, составляет около 20,7 % (по мас-

се) Ir или 3,2 % (ат.) Ir.

Растворимость Ir в твердом Mg не превышает 1,4 % (по массе) или 0,18 % (ат.). В системе Ir – Mg установлено образование двух промежуточных фаз.

Рис. 40. Диаграмма состояния Mg – Ir [3]

2.5.13. Диаграмма состояния системы магний – индий

(Mg – In)

На рис.41 приведена диаграмма состояния Mg – In.

При кристаллизации в системе имеет место образование фаз β и (In) по перитектическим реакциям:

-Ж + (Mg) ↔ β при температуре 484 °С и концентрации -25 % (ат.) In в жидкости;

-Ж + β ↔ (In) при температуре 160,2 °С и концентрации -97 % (ат.) In в жидкости.

75